- 打造更優紅外傳感器：新型光電二極管設計提升響應度
- 來源：阿爾托大學 / 劉小龍 發表于 2025/1/7
新型且更靈敏的紅外傳感器為眾多不同技術帶來益處。來源：阿爾托大學 / 劉小龍
在從遙控器到自動對焦系統、自動駕駛汽車以及虛擬現實頭戴設備等眾多技術領域中，探測紅外光都至關重要。這意味著提升諸如光電二極管這類紅外傳感器的效率將會帶來重大益處。
阿爾托大學的研究人員研發出了一種新型紅外光電二極管，在通信關鍵波長 1.55 微米處，其響應度相較于其他基于鍺的元件高出 35%。重要的是，這種新器件能夠利用現有的生產技術進行制造，因而極具實用推廣價值。
阿爾托大學教授赫勒・薩文（Hele Savin）表示：“從構思到完成概念驗證，我們花了八年時間。”
其基本思路是使用鍺而非砷化銦鎵來制造光電二極管。鍺光電二極管成本更低，并且已經與半導體制造工藝完全兼容 —— 但截至目前，鍺光電二極管在捕獲紅外光方面的表現欠佳。
薩文的團隊成功研制出了能捕獲幾乎所有入射紅外光的鍺光電二極管。
這項研究于 2025 年 1 月 1 日發表在《光：科學與應用》雜志上。
構建概念驗證裝置的博士研究員劉漢臣（Hanchen Liu）解釋道：“通過結合幾種新穎的方法實現了高性能：利用表面納米結構消除光學損耗，并通過兩種不同方式將電損耗降至最低。”
該團隊的測試表明，他們的概念驗證光電二極管在響應度方面不僅優于現有的鍺光電二極管，還勝過了商用的砷化銦鎵光電二極管。這項新技術能夠非常高效地捕獲紅外光子，并且在很寬的波長范圍內都能良好運行。新的光電二極管能夠輕易地由現有的制造設備進行制造，研究人員預計它們可以直接集成到眾多技術當中。
薩文說：“現在正是絕佳時機。如今眾多領域都依賴于紅外輻射傳感，這項技術已經成為我們日常生活的一部分了。”
薩文及其團隊成員熱切期望看到他們的技術會對現有應用產生何種影響，以及想知道憑借提高后的靈敏度，會催生出哪些新的應用。
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